Studi Toksisitas Dekontaminan Prussian Blue Pada Kera Ekor Panjang Macaca Fascicularis

PROSIDING SEMINAR NASIONAL PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 19 September 2006

STUDI TOKSISITAS DEKONTAMINAN PRUSSIAN BLUE PADA KERA EKOR PANJANG MACACA FASCICULARIS Tur Rahardjo dan Siti Nurhayati Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi BATAN ABSTRAK STUDI TOKSISITAS DEKONTAMINAN PRUSSIAN BLUE PADA KERA EKOR PANJANG MACACA FASCICULARIS. Dekontaminan pada kadar tertentu dalam tubuh korban kontaminasi dapat menimbulkan efek keracunan. Oleh karena itu telah dilakukan pengukuran biokimia darah kera ekor panjang sebagai uji toksisitas akibat diberi dekontaminan Prussian Blue (PB) dengan dosis 600, 900, 1050 mg/berat badan (BB). Pengamatan biokimia darah meliputi ureum, kreatinin, gula darah, protein total, SGOT (serum glutamic oxalic transaminase) dan SGPT (serum glutamic piruvic transaminase) yang dilakukan pada hari-hari ke 0, 1, 2, 3, 7, 14, 21, 28, dan 35 setelah pemberian PB. Hasil pengamatan menunjukan bahwa pemberian dekontaminan PB tidak mempengaruhi kadar ureum, kreatinin, gula dalam darah, protein total, SGOT dan SGPT sebagai fungsi ginjal dan hati sampai hari ke 35 pasca pemberian dekontaminan, tetapi enzim-enzim, ureum dan kreatinin dalam darah sedikit lebih tinggi daripada kontrol dan masih dalam batas-batas normal, tetapi pemberian PB hanya mempengaruhi fungsi hati dan ginjal kera yang bersifat sementara. Perubahan terjadi pada hari pertama dan kembali normal dalam waktu 728 hari pasca pemberian. Dosis PB hingga dosis 1050 mg/BB belum bersifat toksik pada hewan. ABSTRACT STUDY ON THE TOXICITY OF PRUSSIAN BLUE DECONTAMINANT IN LONG TAIL MONKEY MACACA FASCICULARIS. A decontaminant with certain dose may result in the toxicity in contaminated victims. Therefore, measurements of the blood biochemical parameters as toxicity assessment were done using long tail monkey treated with Prussian Blue ( PB) decontaminant with the doses of 600, 900, 1050 mg/body weight (BW). The biochemical components in blood consists of ureum, creatinine, glucose, total protein, SGOT (serum glutamic oxalic transaminase) and SGPT (serum glutamic piruvic transaminase) which was observed on the days 0, 1, 2, 3, 7, 14, 21, 28, and 35 post PB treatment. The results showed that the treatment of PB was not affecting the ureum, creatinine, glucose contents in blood, total protein, and SGOT and SGPT as indicator of kidney and liver functions up to 35 days post treatment, but the contents of enzyme, ureum, creatinine in blood was slight higher than control and still in the normal range. The alteration was seen in the first day and returned to normal in 7-28 days post treatment. Up to the dose of PB 1050 mg/BW was not toxic to animal.

LATAR BELAKANG

A

plikasi teknologi nuklir untuk tujuan damai secara intensif terus dikembangkan dengan tujuan memberikan kontribusi yang nyata dalam menyejahterakan masyarakat. Pengembangan tersebut meliputi spektrum yang sangat luas yaitu dari aplikasi teknologi nuklir di bidang pertanian, 80

pertambangan, kesehatan dan pembangkitan energi. Meskipun secara filosofi aplikasi suatu teknologi menempatkan budaya keselamatan sebagai dasar penyelengaraan teknologi nuklir namun kelalaian dan kekurang ahlian seseorang dapat mengakibatkan mala operasi dari tingkat yang paling rendah sampai kondisi kedaruratan nuklir. Oleh karena itu

ISSN 1410 - 8178

Tur Rahardjo, dkk

PROSIDING SEMINAR NASIONAL PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 19 September 2006

penguasaan dan peningkatan keahlian dalam menghadapi kondisi tersebut merupakan suatu keharusan bagi penyelenggara teknologi nuklir. Mala operasi yang dapat menimbulkan kerugian pada kesehatan dan mengancam keselamatan manusia adalah kontaminasi zat radioaktif di luar dan di dalam tubuh manusia. Untuk kontaminasi pada tubuh manusia, sel dan jaringan tubuh merupakan obyek pajanan langsung radiasi pengion yang dipancarkan oleh kontaminan tersebut[1,2] Pada kejadian kebocoran reaktor nuklir, kontaminan adalah zat radioaktif hasil fisi seperti Cs-137, I-131 dan Sr-90. Sedangkan kontaminan yang berasal dari instalasi industri yang menggunakan zat radioaktif sebagai alat proses adalah Co-60, Ir -92, dll. Sehingga perlu antisipasi penanganan korban pada keadaan kecelakaan nuklir seperti dekontaminasi[3]. Prinsip dekontaminasi zat radioaktif di bagian luar tubuh manusia adalah mencuci dan menyingkirkan kontaminan dari permukaan tubuh tanpa menimbulkan efek sebaliknya. Sedangkan prinsip dekontaminasi zat radioaktif dari dalam tubuh adalah mengeblok zat radioaktif sebelum terserap dalam organ yang selanjutnya dieliminasi dari dalam tubuh[4,5] Dekontaminan yang digunakan adalah zat kimia seperti misalnya EDTA, DTPA, Prussian Blue, KI, LI-HOPO, NH4Fe[Fe(CN)6] dan KFe[Fe(CN)6], dll[6,7] Namun demikian, dalam berbagai kondisi spesifik manusia, zat kimia asing pada kadar tertentu dalam tubuh manusia dapat menimbulkan efek keracunan. Oleh karena itu rekomendasi penggunaan zat kimia tertentu sebagai dekontaminan perlu diuji tingkat toksisitas zat tersebut pada berbagai variasi kadar. Tingkat toksisitas dipantau dengan uji klinis seperti pemeriksaan biokimia darah, hematologi, urin, feses dan fisik[8] Pemeriksaan biokimia darah dapat dipakai sebagai parameter untuk mengetahui adanya efek biologi akibat toksik pada fungsi organ hati dan ginjal. Agar hasil galian data dari kegaitan litbang dekontaminasi ini bermanfaat pada manusia, maka idealnya dilakukan dengan obyek pengamatan pada manusia, namun demikian hal ini tak mungkin dilakukan. Oleh karena itu harus dilakukan dengan obyek hewan yang sangat dekat dengan karakter manusia seperti Macaca fascicularis yang diharapkan dapat memberikan informasi yang dapat diekstrapolasikan kepada manusia. Data yang diperoleh akan dikembangkan sebagai prosedur baku dekontaminasi zat radioaktif . TATA KERJA 1. Obyek penelitian. Sebanyak 10 kera ekor panjang Macaca fasicularis berumur ± 3 tahun dengan berat tubuh ± 3,5 kg yang diperoleh dari Tur Rahardjo, dkk

Bagian Primata IPB–Bogor, dipelihara/ karantina dikandang hewan Laboratorium Bidang Biomedika selama 7 hari, dan dipantau makanan dan kesehatannya oleh dokter hewan. 2. Perlakuan Macaca fasicularis dibius menggunakan obat bius katalar sebanyak 0,1cc/kg berat badan disuntikkan secara intramaskuler. Setelah pingsan, darah kera diambil melalui vena paha sebanyak 5 ml untuk dilakukan pemeriksaan ureum, kreatinin, gula darah, protein total, SGOT, dan SGPT (sebagai kontrol). Dekontaminan PB dengan dosis 600, 900, 1050 mg/BB di berikan secara oral selama 3 hari berturut-turut sehingga dosis totalnya 1.800, 2.700 dan 3.150 mg/BB. Penentuan konsentrasi tak toksik dekontaminan dilakukan dengan pengamatan uji klinik pemeriksaan urium, kreatinin, gula dalam darah, total protein, SGOT, SGPT, hematologi, urin, feses dan fisik hewan percobaan pada hari-hari ke 0, 1, 2, 3, 7, 14, 21, 28, 35 pasca pemberian PB HASIL DAN PEMBAHASAN Hati merupakan organ tubuh yang mempunyai fungsi cukup kompleks. Salah satu fungsi hati adalah sebagai tempat pembentukan dan ekskresi empedu, tempat menyimpan zat hidrat arang berupa glikogen, mengatur dan mempertahankan kadar glukosa dalam darah, mengatur daya pembekuan darah, metabolisme dan sintetis protein dan lemak[9] Hasil pengamatan kandungan glukosa darah kera yang diberi PB dosis 600, 900, 1050 mg/BB selama 3 hari disajikan dalam Gambar 1. Terlihat bahwa untuk kera kontrol kandungan glukosa relatif konstan (tetap dalam batas normal), tetapi untuk kera yang diberi dekontaminan 600, 900, 1050 mg/BB kandungan glukosanya menurun pada hari pertama pasca pemberian PB terutama untuk kera diberi dosis 900 dan 1050 mg/BB. Kadar glukosa darahnya kemudian meningkat kembali ke tingkat normal pada hari ke 14 – 35 pasca pemberian PB. Penurunan glukosa pada hari pertama pasca pemberian PB diduga disebabkan karena adanya efek toksik dari PB. Selain itu penurunan glukosa juga dapat disebabkan oleh perubahan glukosa oleh eritrosit menjadi laktat melalui proses glikolisis, jaringan adipose dan kelenjar susu yang memprosesnya menjadi lemak dan laktosa, serta hati dan jaringan ekstrahepatik seperti otot[9,10]. Fungsi hati dalam metabolisme protein salah satunya ditentukan dengan pemeriksaan total protein dalam darah. Protein dalam serum sebagian besar terdiri dari albumin dan globulin, sedangkan dalam plasma terdiri dari albumin, globulin dan fibrinogen. Sel-sel parenchym hati membuat sebagian besar dari albumin, alfa-globulin, beta-

ISSN 1410 - 8178

81

PROSIDING SEMINAR NASIONAL PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 19 September 2006

globulin dan fibrinogen, sedangkan gamma-globulin disintesa dalam RES, dan nilai total protein berkurang atau menurun pada gangguan fungsi hati.[11]. Tugas utama plasma protein adalah pengikat air dan fungsi transformasi disamping itu juga sebagai buffer dan kolloid lindung, yang mengandung antibody dan faktor-faktor untuk pembekuan darah. Kadar protein dalam darah tergantung dari banyaknya protein dan banyaknya air dalam darah.

Gambar 1. Kadar gula dalam darah Macaca fascicularis yang diberi PB dosis 6001050 mg/BB selama 3 hari berturutturut.

Gambar 2. Kadar proteion total dalam darah Macaca fascicularis yang diberi PB dosis 600-1050 mg/BB selama 3 hari berturut-turut. Hasil pengamatan kandungan protein dalam darah kera pasca pemberian dekontaminan PB dengan dosis 600, 900, 1050 mg/BB disajikan dalam Gambar 2. Pada Gambar 2, tampak nilai protein total dalam darah kera yang diberi PB dosis 600, 900, 1050 bila dibandingkan dengan kontrol pada hari pertama mengalami penurunan terutama pada dosis 900 dan 1050 mg/BB dan meningkat kembali pada hari ke 28 sampai hari ke 35. Kemungkinan penurunan kadar protein disebabkan karena kera mengalami kehilangan cairan tubuh dan nafsu makan berkurang yang menyebabkan gangguan sesaat terhadap metabolisme protein sehingga fraksi protein dalam darah mengalami perubahan.

82

Glutamic Oxalaacetic Transaminase (SGOT) ialah suatu enzim yang mempengaruhi suatu reaksi pemindahan suatu gugus alpha amino dari suatu asam amino ke asam keta, misalkan dari aspartic acid untuk menjadi glutamic acid dan oxalacetic acid. Enzim ini terdapat dalam kadar yang tinggi dalam sel hati, jantung dan otot, suatu kerusakan pada sel hati dan kerusakan sel-sel hati yang menahun akan menyebabkan kenaikan kadar enzim dalam darah, oleh karena itu untuk data klinik test SGOT lebih peka bagi pemeriksaan dengan dugaan suatu acute hepato cellular. Hasil pengamatan kadar SGOT dan SGPT dalam darah kera yang diberi dekontamainan PB dosis 600, 900, 1050 disajikan dalam Gambar 3 dan 4. Gambar 3, dibandingkan dengan kontrol kadar SGOT dalam darah kera diberi PB mengalami kenaikan sesaat pada hari ke 1 pasca pemberian dekontaminan dan menurun kembali pada hari ke 14. Untuk pemberian dekontaminan dengan dosis 1050 mg/BB, kera mengalami kenaikan cukup tinggi bila dibandingkan dengan kontrol pada hari ke 7 dan kembali menurun, tetapi masih di atas nilai kadar SGOT kontrol. Kenaikan kadar SGOT dalam darah dikarenakan rusaknya fungsi hati pada sesaat, perubahan temporer ini dapat disebabkan oleh dosis dekontaminan PB[12,13]

Gambar 3. Kadar SGOT dalam darah Macaca fascicularis yang diberi PB dosis 6001050 mg/BB selama 3 hari berturutturut. Glutamic Pyruvie Transaminase (SGPT) adalah suatu enzim yang mengkatalisir pemindahan reversible gugus alpha amino alanine untuk menjadi glutamic acid dan Pyruvic acid. Enzim ini didapatkan dalam sel-sel hati dalam kadar yang jauh lebih tinggi dari pada dalam sel-sel jantung dan otot, untuk keperluan dalam klinik test GPT lebih peka bagi pemeriksaan dengan dugaan suatu acute hepato cellular, toxic hepatitis, Cirrhosis hepatitis, hepatitis yang menahun dan penyakit hati lainnya yang

ISSN 1410 - 8178

Tur Rahardjo, dkk

PROSIDING SEMINAR NASIONAL PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 19 September 2006

berhubungan dengan necrosis jaringan hati. Kadar GPT akan meningkat sebelum gejala-gejala penyakit tersebut dapat terlihat[13] Hasil pengamatan kandungan SGPT disajikan dalam Gambar 4, dan terlihat bahwa untuk kera yang diberi dekontaminan 1050 mg/BB mengalami kenaikan SGPT pada hari ke 3 pasca pemberian PB bila dibandingkan dengan kontrol, untuk dosis 600 dan 900 menurun tetapi kenaikan kadar SGPT masih dalam batas-batas normal.

Glomerulo nephritis akut dan kronis, pyelonephritis, keracunan sublimat dan penyumbatan saluran kencing.[11] Kenaikan kadar ureum dalam serum kera yang diberi dosis 900 dan 1050 kemungkinan disebabkan karna kera mengalami keracunan dekontaminan PB.

Gambar 5. Kadar ureum dalam darah Macaca fascicularis yang diberi PB dosis 6001050 mg/BB selama 3 hari berturutturut.

Gambar 4. Kadar SGPT dalam darah Macaca fascicularis yang diberi PB dosis 6001050 mg/BB selama 3 hari berturutturut. Ureum merupakan hasil akhir dari metabolisme protein. Ureum dibentuk semata-mata dalam hati dari NH3, kemudian diekresi dalam urin dan feses. NH3, dibentuk dari deaminasi asam amino dan kerja bakteri usus terhadap asam amino, difiltrasi di glomeruli dan di reabsopsi di tubuh dalam jumlah yang bervariasi. Karna itu penentuan kadar ureum dalam serum berperan sebagai indicator yang peka terhadap kelainan fungsi ginjal. Hasil pengamatan fungsi ginjal kera ekor panjang ditentukan dengan pengamatan kandungan ureum dan kreatinin dalam darah. Hasil pengamatan kandungan ureum darah kera baik yang diberi dekontaminan 600, 900, 1050 mg/BB maupun kontrol disajikan dalam Gambar 5 yang menunjukkan bahwa antar kera yang diberi PB 600 mg/BB dengan kontrol tidak berbeda kandungan ureumnya yang relatif konstan dalam batas-batas normal (17 – 83 mg/dl). Tetapi bila dibandingkan kera kontrol dengan kera yang diberi PB 900 dan 1050 terdapat perbedaan pada hari pertama mengalami sedikit kenaikan, terutama untuk kera yang diberi dosis 1050 mg/BB, pada hari ke 1 pasca pemberian PB sampai hari ke 21 dan kadar ureum darah kembali konstan dalam nilai batas normal pada pengamatan hari ke 35. Kenaikan kadar ureum dalam serum dapat dijumpai pada penderita Tur Rahardjo, dkk

Gambar 6. Kadar kreatinin dalam darah Macaca fascicularis yang diberi PB dosis 6001050 mg/BB selama 3 hari berturutturut. Seperti diduga sebelumnya bahwa kerusakan fungsi ginjal dapat dideteksi dengan melihat kandungan kreatinin dan ureum dalam darah, suatu kenaikan kecil kadar kreatinin dan ureum sudah merupakan tanda kerusakan fungsi ginjal. Pada Gambar 6 tampak pada hari pertama pasca pemberian dekontaminan kadar kreatinine darah mengalami kenaikan sedikit bila dibandingkan dengan kontrol, terutama untuk kera yang diberi dosis dekontaminan 1050mg/BB, tetapi masih dalam kisaran normal (0,64 – 1,66 mg/dl), pada hari ke 28 pasca pemberian PB, nilai kreatinin menurun kembali KESIMPULAN Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pemberian dekontaminan PB tidak mempengaruhi kadar ureum, kreatinin, gula, protein total, SGOT dan SGPT (fungsi ginjal dan hati)

ISSN 1410 - 8178

83

PROSIDING SEMINAR NASIONAL PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 19 September 2006

dalam darah sampai hari ke 35 pasca pemberian PB, tetapi kadar gula, protein total, enzim-enzim, ureum dan kreatinin dalam darah sedikit lebih tinggi daripada kontrol dan masih dalam batas-batas normal, tetapi dekontaminan PB hanya mempengaruhi fungsi hati dan ginjal kera yang bersifat sementara. Perubahan terjadi pada hari pertama dan kembali normal dalam waktu 7 hari pasca pemberian. Dosis PB hingga dosis 1050 mg/BB belum bersifat toksik pada hewan percobaan DAFTAR PUSTAKA 1. ANONIMUS, Influence of Prussian Blue on Metabolism of Cs-137 and Rb-86 9n Rats, Health Physics, Pergamon Prees, Oxford Vol. 22 : 1-18, 1972. 2. NCRP Report no.65, Management of persons accidentally contaminated with radionuclides, National Council on Radiation Protection and Measurement, Bethesda Maryland, 1979,44,6769,113-123 3. IAEA. Health Effect and Medical Surveillance. Practical radiation Technical Manual. Vienna. IAEA. 1998. 4. SWINDON, T. N. Manual on the medical management of individuals in Radiation accident, Austrlian Radiation Laboratory, Victoria, 1991. 5. SITI NURHAYATI, Biokinetika Radionuklida di dalam tubuh, efek paparan interna, dan metoda dekontaminasi, 1995. Presentasi Ilmiah Keselamatan Radiasi dan Lingkungan 6. BUSER.H.J., SCHWARZENBACH, D., PETTER,W., LUDI.A ; The crystal structure of Prussian blue Fe[Fe(CN)6-]3 x H2O, Inorg. Chem 16(11) 2704 – 2709, 1977. 7. DURBIN,P.W., KULLGREN, B., XU,J. and RAYMOND, K.N. Multidentate Hydroxypyridinonate Ligands For Pu (IV) Chelation in vivo : Comparative Efficacy and Toxicity in Mouse of Ligands Containing 1,2-HOPO 0r Me-3,2HOPO. Int.J. Radiat. Biol. 76. 199-214. 2000 8. R.RICHTEKICH ;Chemical Chemistry, Theory andPractice;1969 9. SYAIFUDIN, M., LUSIYANTI, Y. dan RAHARDJO, T., Perubahan glukosa darah tikus putih yang diberi DMSO dan cystein akibat paparan sinar gamma, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah, PPNY-BATAN, Yogyakarta, 1992, 888-893. 10. Fakuda,S. and Iida,H. ; Toxicological study of DTPA as a drug. (III) Side effects of orally administered Zn-DTPA to deagles. Hoken Butsuri. 22,439 – 444, 1987

84

11. Brenot,A,Rinaldi,R” Toxicite et efficacite compares de quatre ferrocyanures dans Ia decontamination du cesium radioactive 134; ( Comparative toxictay and effectiveness of 4 ferrocyanides in decontamination from radioactive cesium-134 .; Pathol. Biol (Paris) 5559. 1967. 12. GUSKOVA, A.K., Radiation sickness classification, dalam : Gusev IA, Guskova AK, Mettler FA eds, Medical management of radiation accidents, CRC Press, Washington DC, 2001. 13. FLIEDNER, T.M., DORR, H.D., and MEINEKE, V., Multi-organ involvement as a pathogenic principle of the radiation symdromes: a study involving 110 case histories documented in SEARCH and classified as the bases of haematopoietic indicators of effect, British Journal of Radiology 27 (supplement), 1-8, 2005.

TANYA JAWAB Suyanti ¾ PB mempengaruhi fungsi hati dan ginjal, pengaruhnya positif atau negatif Tur Rahardjo — Pengaruhnya positif, baik. PB tidak toksik pada hewan percobaan Tunjung I ¾ Mengapa kera ekor panjang digunakan sebagai sampel ¾ Apa yang dimaksud Prussian Blue, apakah mewakili zat toxic yang juga diterima oleh manusia ¾ Apakah dosis yang diberikan itu ”acceptable” terhadap manusia Tur Rahardjo — Kera ekor panjang sangat dekat dengan karakter manusia, sehingga diharapkan dapat memberikan informasi yang dapat diektrapolasikan pada manusia — Prussian Blue adalah dekontaminan yang berasal dari bahan kimia yang tidak diabsorbsi oleh tubuh dan baik digunakan untuk yang terkontaminasi C-137 — Dalam literatur untuk manusia dianjurkan penggunaan sebesar 1500 mg/hari, sehingga dosis sebesar 1050 mg/BB masih belum optimal.

ISSN 1410 - 8178

Tur Rahardjo, dkk